Основные теоретические сведения. В.Д. Александров, В.Ф. Казанцев.Р.И.Нигметзянов, Е.Г.Юдаков

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

В.Д. Александров, В.Ф. Казанцев.Р.И.Нигметзянов, Е.Г.Юдаков

Разработка технологического

Процесса ручной электродуговой

Сварки

Методические указания

к практической работе:

По курсу:

“Технология конструкционных материалов”

Для студентов специальности 190700

Москва 2012

УДК 621.79

ББК 34.53

Цель работы

Цель работы состоит в том, чтобы познакомиться с принципами ручной дуговой сварки и освоить навыки выбора основных параметров режима сварки.

Основные теоретические сведения

Дуговая сварка является одним из видов наиболее широко распространенных технологических процессов получения неразъемных соединений путем плавления в локальной области соединения. Источником тепла при ручной дуговой сварке является сварочная дуга. Она (дуга) представляет собой длительный мощный электрический разряд в ионизированной токопроводящей газовой среде между электродом и свариваемым металлом.

Основными элементами в схеме ручной дуговой сварки являются (рис. 1): источник тока, сварочный электрод и сама заготовка (ее соединяемые части). Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, представляющими собой металлический стержень, покрытый специальной обмазкой. В процессе сварки дуга горит между стержнем электрода (близкий по химическому составу к свариваемому материалу) и основным металлом.

Стержень электрода плавится и расплавленный металл каплями стекает в сварочную ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода (обмазка), образуя защитную газовую атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. По мере движения дуги вдоль заготовки сварочная ванна затвердевает и формируется сварной шов. Жидкий шлак после затвердевания образует шлаковую корку.

Ручную дуговую сварку плавлением выполняют переменным или постоянным током.

Для сварки переменным током применяют сварочные трансформаторы. Трансформатор понижает напряжение сети с 380В или 220 В до 25...30 В, одновременно увеличивая силу тока до нужного значения.

Для сварки постоянным током применяют сварочные преобразователи или сварочные выпрямители.

Рис.1. Принципиальная схема процесса сварки на переменном токе.

1-заготовка, 2-электрод, 3-электрододержатель,
4-регулятор тока, 5-сварочный трансформатор

Источником электрической энергии в этом случае является генератор постоянного тока или выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный. При сварке постоянным током обеспечивается высокая стабильность горения сварочной дуги и качество сварного соединения. Поэтому высоколегированные стали, из которых изготавливают ответственные конструкции сваривают с использованием постоянного тока.

В сварных конструкциях автомобилей, строительных и дорожных машин, как правило, используют конструкционные стали.

Различают следующие группы сталей:

― низкоуглеродистые конструкционные стали обыкновенного качества;

― качественные высокоуглеродистые конструкционные стали;

― низколегированные конструкционные стали;

― высоколегированные жаропрочные стали.

Исследования и опыт применения сварки в промышленности позволяют оценить каждую марку стали с точки зрения свариваемости как весьма высокую, высокую, удовлетворительную и низкую. Эти оценки приводятся в справочной литературе.

Плавящийся электрод для ручной дуговой сварки представляет собой стержень из сварочной проволоки, на который нанесено электродное покрытие (обмазка). Для сварки стали определенного химического состава рекомендуется подобрать электроды с необходимым содержанием соответствующих легирующих элементов в сварочной проволоке. Условное обозначение марки проволоки состоит из индекса Св - сварочная и следующих за ним цифр, показывающих содержание углерода в сотых долях процента и буквенных обозначений элементов, входящих в состав проволоки (пример: Св08Г2СА).

Электродное покрытие:

― обеспечивает устойчивое горение дуги;

― защищает зону сварки от попадания кислорода, водорода и азота из окружающего воздуха в сварной шов;

― образует шлаковый покров на поверхности сварного шва, уменьшая тем самым скорость охлаждения и затвердевания металла шва;

― восстанавливает окисляющийся в процессе сварки металл;

― легирует сварной шов необходимыми элементами.

В справочниках кроме марки сварочной проволоки указывают марку электродного покрытия, а также рекомендации по использованию электродов.

Полная маркировка (рис. 2) электрода указывает на: 1 ‑ тип электрода; 2 ‑ марку электродного покрытия; 3 ‑ диаметр электрода, мм; 4 – обозначение назначение электрода; 5 ‑ тип покрытия,
6 ‑ группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва; 7 ‑ обозначение вида покрытия;
8 ‑ обозначение допустимых пространственных положений сварки или наплавки; 9 ‑ обозначение рода тока, полярности, номинального напряжения холостого хода источника переменного тока.

Рис. 2. Схема условного обозначения электродов

Ниже приведен пример маркировки электрода для ручной дуговой сварки.

По ГОСТ это расшифровывается так:

― Э – электроды для дуговой сварки;

― 46 – минимальный гарантируемый предел прочности на растяжение (σ _В =460 МПа);

― УОНИ -13/45 – марка электродного покрытия;

― 4,0 – диаметр электрода;

― У – электроды для сварки углеродистой и низколегированной стали;

― Д2 – электроды с толстым покрытием второй группы точности;

― 432(5) – группа индексов, указывающая на прочностные характеристики металла по ГОСТ 9467-75;

― Б – покрытие основное;

― 1 – допустимое пространственное положение любое;

― 0 – постоянный ток, обратная полярность.